JP2016085358A - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガタの少ない高精度なレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒は、固定筒（４）と、固定筒（４）に対して周方向に回転するカム筒（３）と、カム筒（３）に形成されたカム溝（３ａ）と、カム溝（３ａ）に追従するように固定筒（４）に設けられた、弾性力により変位可能な第一フォロワ手段（４ａ）、および、固定された第二フォロワ手段（４ｃ）と、カム筒（３）が周方向に回転する際にカム筒（３）に当接するように固定筒（４）に設けられた規制手段（４ｆ）とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置のレンズ鏡筒に関する。

撮像装置は、ズーム機構を用いてレンズ鏡筒のレンズユニットを光軸方向に移動させることによりズーミングが可能である。例えば、直進溝を備えた固定筒の外周にカム溝を備えたカム筒を配置し、レンズ群を直進溝に直進ガイドさせながらカム溝に追従させる。これにより、カム筒を回転させてレンズユニットを光軸方向に移動させることにより、ズーミングを行うことができる。ところが、カム筒は固定筒を中心にして回転するが、互いに寸法のばらつきが生じるためガタが発生する。このガタによって、レンズの位置がずれて性能に影響を与える可能性がある。

特許文献１には、カム筒とレンズ群と構成に関し、レンズ群に対してテーパー状のフォロワを組み込むことにより、互いのガタを除去する構成が開示されている。特許文献２には、カム筒のカム溝に対してボールを押し付けることによりガタを除去する構成が開示されている。

特開２００９−２９４２６７号公報 特開２００９−８０４３７号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、外部から別体のフォロワを挿入して固定されるように構成されている。このため、部品点数が増加して作業が煩雑となる。特許文献２の構成では、ボールを組み込む必要があり、また、ボールを押さえるばねが必要となり、部品点数が増加し、組立作業が困難である。

そこで本発明は、簡易な構成で、ガタの少ない高精度なレンズ鏡筒および撮像装置を提供する。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、固定筒と、前記固定筒に対して周方向に回転するカム筒と、前記カム筒に形成されたカム溝と、前記カム溝に追従するように前記固定筒に設けられた、弾性力により変位可能な第一フォロワ手段、および、固定された第二フォロワ手段と、前記カム筒が前記周方向に回転する際に該カム筒に当接するように前記固定筒に設けられた規制手段とを有する。

本発明の他の側面としての撮像装置は、前記レンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒のレンズユニットを介して形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、簡易な構成で、ガタの少ない高精度なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することができる。

本実施形態におけるレンズ鏡筒のカム筒および固定筒の斜視図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒の収納状態（電源ＯＦＦ時）の断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒の操出状態（電源ＯＮ時）の断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒の固定筒の斜視図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒のカム筒の断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒のカム筒および固定筒の断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒のカム筒および固定筒の動作を示す模式図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒を備えた撮像装置の外観斜視図である。 本実施形態における撮像装置の背面図である。 本実施形態における撮像装置のブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図６ａ、図６ｂ、および、図７を参照して、本実施形態におけるレンズ鏡筒を備えた撮像装置について説明する。図６ａは、撮像装置（デジタルカメラ２３）の外観斜視図（正面斜視図）である。図６ｂは、撮像装置の背面図である。図７は、撮像装置のブロック図である。本実施形態のデジタルカメラ２３は、撮影位置と収納位置との間で光軸方向にレンズユニットを移動して撮影倍率を変更するズーム機構を備える。

図６ａに示されるように、デジタルカメラ２３の正面には、被写体の構図を決定するファインダ２１、測光および測距（焦点検出）を行う際に用いられる補助光源２０、ストロボ２２、および、レンズ鏡筒６（鏡筒部）が配置されている。また、デジタルカメラ２３の上面には、レリーズボタン１７、ズームスイッチ１８、および、電源切換えボタン１９が配置されている。図６ｂに示されるように、デジタルカメラ２３の背面には、操作ボタン２６〜３１、ＬＣＤなどのディスプレイ２５（液晶部）、および、ファインダ接眼部２４が配置されている。

ディスプレイ２５は、メモリ３８に保存された画像データやメモリカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する画像表示手段である。制御部（制御系）は、ＣＰＵ４４、ＲＯＭ４３、および、ＲＡＭ４５により構成されている。制御部は、バス４２を介して、レリーズボタン１７、操作ボタン２６〜３１、ディスプレイ２５、メモリ３８、および、メモリカードドライブ４０などの各種の構成要素と接続されている。

駆動回路４１は、バス４２を介して制御部と接続されている。また駆動回路４１は、ズーム機構３２、フォーカス駆動機構１６、シャッタ駆動機構３３、絞り駆動機構３４、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子１５、および、ストロボ２２の各部と接続されており、各部は制御部からの信号に基づいて制御される。ズーム機構３２は、モータを介してレンズ鏡筒６（鏡筒部）を駆動する。フォーカス駆動機構１６は、モータを介してフォーカスレンズ１２を駆動する。シャッタ駆動機構３３は、シャッタ７ａを駆動する。絞り駆動機構３４は、絞り７ｂを駆動する。撮像素子１５は、レンズ鏡筒６のレンズユニットを介して形成された光学像（被写体像）を光電変換して画像信号を出力する。このような構成により、駆動回路４１は、制御部（ＣＰＵ４４）からの信号に基づいて各部の駆動を制御する。

ＲＯＭ４３には、前述の各部の機能を制御する各種の制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ４５には、各種の制御プログラムに必要なデータが記憶されている。アナログ信号処理部３５は、撮像素子１５から出力された画像データに対してアナログ処理を施し、Ａ／Ｄ変換部３６に出力する。Ａ／Ｄ変換部３６は、撮像素子１５から得られたアナログデータをデジタルデータに変換し、デジタル信号処理部３７に出力する。デジタル信号処理部３７は、Ａ／Ｄ変換部３６で変換されたデジタルデータに対して所定の処理を行い、画像データとしてメモリ３８に出力する。そして画像データは、メモリ３８に記憶される。

メモリ３８に記憶された画像データに対しては、操作ボタン２７の操作に応じて、圧縮伸張部３９によるＪＰＥＧやＴＩＦＦなどの圧縮処理が施される。画像データは、圧縮伸張部３９による圧縮処理後、メモリカードドライブ４０に装着されたメモリカードに出力されて記憶される。また圧縮伸張部３９は、メモリ３８に記憶された画像データやメモリカードに記憶された画像データの伸張処理を行う。伸張処理後の画像データは、バス４２を介して、ディスプレイ２５（表示部）に表示することが可能である。ユーザは、ディスプレイ２５に表示された画像を見て、その画像が不要であると判断した場合、操作ボタン２８の操作によってその画像を消去することができる。

次に、図１乃至図４を参照して、デジタルカメラ２３に設けられたレンズ鏡筒６の構成について説明する。図１は、本実施形態におけるレンズ鏡筒６のカム筒３および固定筒４の斜視図である。図２ａは、レンズ鏡筒６の収納状態（電源オフ時）の断面図である。図２ｂは、レンズ鏡筒６の操出状態（電源オン時）の断面図である。図３は、固定筒４の斜視図である。図４は、固定筒４が取り付けられた状態におけるカム筒３の断面図である。

図２ａおよび図２ｂに示されるように、レンズ鏡筒６は、第一レンズユニット５、第二レンズユニット１、第三レンズユニット８、第四レンズユニット１０、および、フォーカスレンズ１２（フォーカスレンズユニット）を有する。第一レンズユニット５は、第一レンズ保持手段６１により保持されている。第一レンズ保持手段６１の背後（像側）には、第二レンズユニット１を保持する第二レンズ保持手段２が配置されている。第二レンズ保持手段２の背後（像側）には、シャッタ７ａ（シャッタユニット）および絞り７ｂ（絞りユニット）が一体的に構成された絞り・シャッタ手段７が配置されている。絞り・シャッタ手段７の背後（像側）には、第三レンズユニット８を保持する第三レンズ保持手段９が配置されている。第三レンズ保持手段９の背後（像側）には、第四レンズユニット１０を保持する第四レンズ保持手段１１が配置されている。第四レンズ保持手段１１の背後（像側）には、フォーカスレンズ１２を保持するフォーカスレンズ保持手段１３が配置されている。

図１、図２ａ、および、図２ｂに示されるように、レンズ鏡筒６は固定筒４を有する。固定筒４の外周には、カム筒３が設けられている。また、最も背面側（像側）には、撮像素子１５を保持する撮像素子保持手段１４が設けられている。また、フォーカス駆動機構１６（フォーカス駆動手段）は、撮像素子保持手段１４の前方（物体側）に固定されている。フォーカス駆動機構１６であるモータにはスクリューが具備されており、フォーカスレンズ保持手段１３がその動作に追従可能に構成されている。このような構成により、フォーカスレンズ１２は光軸ＯＡに沿った前後方向（光軸方向）に移動可能であり、撮像装置全体のピントを合わせる（焦点調節を行う）ことができる。

カム筒３の内周には、カム溝３ａが形成されている。カム溝３ａには、固定筒４に設けられたフォロワ手段４ａ、４ｃ（固定筒フォロワ手段）が当接するように構成されている。カム筒３の外周には、カム溝３ｃ（第一レンズ追従カム溝）が形成されている。第一レンズ保持手段６１は、カム溝３ｃに追従するように構成されている。カム筒３の内周には、カム溝３ｄ（第二レンズ追従カム溝）が形成されている。第二レンズ保持手段２は、カム溝３ｄに追従するように構成されている。またカム筒３の内周には、他の複数のカム溝が形成されている。絞り・シャッタ手段７、第三レンズ保持手段９、および、第四レンズ保持手段１１は、これらの複数のカム溝のそれぞれに追従するように構成されている。

固定筒４には、直進規制手段４ｅが設けられている。直進規制手段４ｅは、第二レンズ保持手段２を直進ガイドする。また固定筒４には、不図示のガイドバーが取り付けられており、絞り・シャッタ手段７、第三レンズ保持手段９、および、第四レンズ保持手段１１が直進ガイドされる。固定筒４の先端付近（最も物体側の近傍）には、第一レンズ保持手段６１を直進ガイドするための直進規制手段４ｄが設けられている。直進規制手段４ｄは、第一レンズ保持手段６１の内周に形成された第一直進溝６ａに嵌合して規制を行うことにより、第一レンズ保持手段６１を直進ガイドする。

固定筒４には、略１２０度の等分の間隔で、フォロワ手段４ａ、４ｃが配置されている。フォロワ手段４ａは、モールドばねで構成された弾性手段４ｂの上に設けられている。弾性手段４ｂは、その弾性力により、フォロワ手段４ａを放射方向（光軸方向と直交する径方向）に押し付けるように構成されている。このように本実施形態において、フォロワ手段４ａは弾性フォロワ手段である。一方、フォロワ手段４ｃは、固定筒４の外面上に固定された（弾性力を有しない）固定フォロワ手段である。

図１に示されるように、固定筒４は、カム筒３の前方（物体側）からカム筒３の内部へ挿入される。このときフォロワ手段４ａは、その弾性力により固定筒４の内側に（光軸ＯＡに近づく径方向に）退避して、カム筒３と固定筒４との組み込みが行われる。カム筒３の内周に形成されているカム溝３ａは、カム筒３の周方向に全周に渡って設けられている。フォロワ手段４ａ、４ｃがカム溝３ａに組み込まれることにより、カム筒３は３６０度回転（全周回転）が可能となる。

カム筒３の内周には、カム溝３ａの近傍において、摺動手段としての摺動リブ３ｂ（受けリブ）がその全周に設けられている。固定筒４の外周には、フォロワ手段４ｃ（固定フォロワ手段）と２つのフォロワ手段４ａ（弾性フォロワ手段）のそれぞれとの間（略中間）において、回転規制手段４ｆ（規制手段）が設けられている。カム筒３の摺動リブ３ｂと固定筒４の回転規制手段４ｆは、カム筒３と固定筒４とが組み込まれた状態において互いに当接する位置関係にある。フォロワ手段４ａ、４ｃと回転規制手段４ｄは、略同一面上（光軸ＯＡに直交する略同一面内）に配置されている。

次に、図５ａおよび図５ｂを参照して、レンズ鏡筒６（カム筒３および固定筒４）の動作について説明する。図５ａは、レンズ鏡筒６のカム筒３および固定筒４を光軸方向から見た断面図である。図５ｂは、レンズ鏡筒６のカム筒３および固定筒４の動作を示す模式図である。

カム筒３は、固定筒４を回転中心として回転する。このとき２つのフォロワ手段４ａ（第一フォロワ手段としての弾性フォロワ手段）は、中心方向（放射方向とは反対の方向、すなわち光軸ＯＡに向かう方向）に弾性変形可能である。このため、フォロワ手段４ａ、４ｃを有する構成では、フォロワ手段４ｃ（第二フォロワ手段としての固定フォロワ手段）を中心として、図５ａおよび図５ｂ中の矢印で示されるような力（回転力）が発生してガタとなる。このとき、必要以上にフォロワ手段４ａを放射方向（光軸ＯＡから離れる方向）にカム溝３ａに押し付けると、駆動負荷が大きくなり過ぎる。このため、適度な押し付け力であっても、カム筒３と固定筒４との間に大きな力が発生しないように、この回転力に抵抗できる程度の弾性力を弾性手段４ｂに付与することが好ましい。また、この回転力を受け止めるように回転規制手段４ｆ（当接部）が摺動リブ３ｂに当接可能に構成されているため、動作に支障を及ぼさない。

なお、何らかの外力による衝撃で、フォロワ手段４ａが退避する場合でも、回転規制手段４ｆが摺動リブ３ｂに当接保持することで、カム筒３や固定筒４の破壊を防止することができる。また、回転規制手段４ｆが摺動リブ３ｂに当接しながら、２つのフォロワ手段４ａでチャージを加えながらカム筒３を動作させることが可能である。このため、互いのガタが発生せず、高精度の動作が可能となる。また、回転規制手段４ｆを２つのフォロワ手段４ａの間にも配置することにより、カム筒３の中心を固定筒４の中心を高精度に合わせることができる。

このように本実施形態のレンズ鏡筒６は、固定筒４と、固定筒４に対して周方向（光軸ＯＡを中心とした回転方向）に回転するカム筒３とを有する。またレンズ鏡筒６は、カム筒３に形成されたカム溝３ａと、カム溝３ａに追従するように固定筒４に設けられたフォロワ手段４ａ、４ｃとを有する。フォロワ手段４ａは、弾性力により変位可能な（弾性変形可能な）第一フォロワ手段であり、フォロワ手段４ｃは、固定された（弾性力により変位可能ではない）第二フォロワ手段である。またレンズ鏡筒６は、カム筒３が周方向に回転する際にカム筒３に当接するように固定筒４に設けられた規制手段（回転規制手段４ｆ）を有する。規制手段は、例えば、固定筒４の外周面の少なくとも一部に設けられた当接部である。

好ましくは、規制手段は、第一フォロワ手段と第二フォロワ手段との間（例えば、略中間）に設けられている。また好ましくは、カム筒３は、カム筒３が周方向に回転する際に規制手段に当接する摺動手段を有する。また好ましくは、規制手段は、カム筒３が周方向に回転する際に第二フォロワ手段を中心として発生する回転力（図５ａ、５ｂ中に矢印で示される力）を受け止めるように、摺動手段に当接する。より好ましくは、摺動手段は、周方向に沿ってカム筒３の全周に設けられた摺動リブ３ｂである。

好ましくは、固定筒４は、カム筒３が周方向に回転する際に、周方向と直交する方向（固定筒４の径方向）に弾性力を加える弾性手段４ｂを有する。そして第一フォロワ手段は、弾性手段４ｂの上に設けられている。また好ましくは、第一フォロワ手段としての二つのフォロワ手段４ａおよび第二フォロワ手段としての一つのフォロワ手段４ｃが、固定筒４の周方向に等間隔（略１２０度間隔）で設けられている。また好ましくは、第一フォロワ手段、第二フォロワ手段、および、規制手段は、同一面内（同一の光軸直交面内）に配置されている。また好ましくは、カム溝３ａは、周方向において、カム筒３の全周に形成されている。

好ましくは、固定筒４をカム筒３に組み込む際に、第一フォロワ手段の弾性力を利用して第一フォロワ手段を周方向と直交する方向に退避させながら、第一フォロワ手段をカム溝３ａに挿入可能である。また好ましくは、レンズ鏡筒６は、レンズユニット（第１レンズユニット５または第２レンズユニット１）、および、レンズユニットを保持する保持手段（第一レンズ保持手段６１または第二レンズ保持手段２）を有する。そして固定筒４には、保持手段を直進ガイドする直進規制手段４ｄ（または直進規制手段４ｅ）が形成されている。

このような構成により、本実施形態のレンズ鏡筒は、ガタを除去して高精度、かつ落下や衝撃に強い。また本実施形態のレンズ鏡筒は、容易に組み立て可能である。このため本実施形態によれば、簡易な構成で、ガタの少ない高精度なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本実施形態のデジタルカメラ２３は、レンズ鏡筒６と撮像素子１５を有する撮像装置本体とが一体的に構成された撮像装置であるが、これに限定されるものでない。本実施形態は、撮像装置本体に対して着脱可能なレンズ装置（レンズ鏡筒６）にも適用可能である。

３ カム筒
３ａ カム溝
４ 固定筒
４ａ フォロワ手段（第一フォロワ手段）
４ｃ フォロワ手段（第二フォロワ手段）
４ｆ 回転規制手段（規制手段）
６ レンズ鏡筒

Claims (13)

1. 固定筒と、
   前記固定筒に対して周方向に回転するカム筒と、
   前記カム筒に形成されたカム溝と、
   前記カム溝に追従するように前記固定筒に設けられた、弾性力により変位可能な第一フォロワ手段、および、固定された第二フォロワ手段と、
   前記カム筒が前記周方向に回転する際に、該カム筒に当接するように前記固定筒に設けられた規制手段と、を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記規制手段は、前記固定筒の外周面の少なくとも一部に設けられた当接部であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記規制手段は、前記第一フォロワ手段と前記第二フォロワ手段との間に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記カム筒は、該カム筒が前記周方向に回転する際に前記規制手段に当接する摺動手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記規制手段は、前記カム筒が前記周方向に回転する際に前記第二フォロワ手段を中心として発生する回転力を受け止めるように、前記摺動手段に当接することを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記摺動手段は、前記周方向に沿って前記カム筒の全周に設けられた摺動リブであることを特徴とする請求項４または５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記固定筒は、前記カム筒が前記周方向に回転する際に、該周方向と直交する方向に前記弾性力を加える弾性手段を有し、
   前記第一フォロワ手段は、前記弾性手段の上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記第一フォロワ手段としての二つのフォロワ手段および前記第二フォロワ手段としての一つのフォロワ手段が、前記固定筒の前記周方向に等間隔で設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記第一フォロワ手段、前記第二フォロワ手段、および、前記規制手段は、同一面内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記カム溝は、前記周方向において、前記カム筒の全周に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
11. 前記固定筒を前記カム筒に組み込む際に、前記第一フォロワ手段の弾性力を利用して該第一フォロワ手段を前記周方向と直交する方向に退避させながら、該第一フォロワ手段を前記カム溝に挿入可能であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
12. レンズユニットと、
    前記レンズユニットを保持する保持手段と、を更に有し、
    前記固定筒には、前記保持手段を直進ガイドする直進規制手段が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載されたレンズ鏡筒と、
    前記レンズ鏡筒のレンズユニットを介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。